Einem internationalen Forschungsteam unter der Leitung von UTSA Associate Professor of Astrophysics Thayne Currie ist ein Durchbruch bei der Beschleunigung der Suche nach neuen Planeten gelungen.
In einer Veröffentlichung in Wissenschaft, berichtet Currie über den ersten Exoplaneten, der gemeinsam durch direkte Bildgebung und Präzisionsastrommetrie entdeckt wurde, eine neue indirekte Methode, die einen Planeten identifiziert, indem die Position des Sterns gemessen wird, den er umkreist. Daten des Subaru-Teleskops auf Hawaii und von Weltraumteleskopen der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) waren ein wesentlicher Bestandteil der Entdeckung des Teams.
Ein Exoplanet – auch extrasolarer Planet genannt – ist ein Planet außerhalb eines Sonnensystems, der einen anderen Stern umkreist. Mit direkter Bildgebung können Astronomen das Licht eines Exoplaneten in einem Teleskop sehen und seine Atmosphäre untersuchen. In den letzten 15 Jahren wurden jedoch nur etwa 20 direkt abgebildet.
Im Gegensatz dazu bestimmen indirekte Planetenerkennungsmethoden die Existenz eines Planeten durch seine Wirkung auf den Stern, den er umkreist. Dieser Ansatz kann detaillierte Messungen der Masse und Umlaufbahn des Planeten liefern.
Die Kombination direkter und indirekter Methoden zur Untersuchung der Position eines Planeten ermöglicht ein vollständigeres Verständnis eines Exoplaneten, sagt Currie.
„Indirekte Planetenerkennungsmethoden sind bisher für die meisten Entdeckungen von Exoplaneten verantwortlich. Die Verwendung einer dieser Methoden, der Präzisionsatrometrie, sagte uns, wo wir suchen sollten, um zu versuchen, Planeten abzubilden. Und wie wir herausfanden, können wir Planeten jetzt viel einfacher sehen, “, sagte Currie.
Der neu entdeckte Exoplanet namens HIP 99770 b hat etwa die 14- bis 16-fache Masse des Jupiters und umkreist einen Stern, der fast doppelt so massereich ist wie die Sonne. Das Planetensystem hat auch Ähnlichkeiten mit den äußeren Regionen unseres Sonnensystems. HIP 99770 b erhält etwa so viel Licht wie Jupiter, der massereichste Planet unseres Sonnensystems, von der Sonne. Sein Wirtsstern ist von eisigen Trümmern umgeben, die von der Planetenentstehung übrig geblieben sind, ähnlich dem Kuipergürtel unseres Sonnensystems, dem Ring aus eisigen Objekten, der um die Sonne beobachtet wird.
Currie und sein Team verwendeten den Hipparcos-Gaia-Katalog der Beschleunigungen, um ihre Entdeckung von HIP 99770 b voranzutreiben. Der Katalog besteht aus Daten der ESA-Mission Gaia und Hipparcos, Gaias Vorgänger, die eine 25-jährige Aufzeichnung genauer Sternpositionen und -bewegungen liefern. Es zeigte sich, dass der Stern HIP 99770 wahrscheinlich durch die Anziehungskraft eines unsichtbaren Planeten beschleunigt wird.
Das Team verwendete dann das Instrument Subaru Coronagraphic Extreme Adaptive Optics (SCExAO), das dauerhaft im Fokus des Subaru-Teleskops auf Hawaii installiert ist, um die Existenz von HIP 99770 b abzubilden und zu bestätigen.
Die Entdeckung von HIP 99770 b ist bedeutsam, da sie Wissenschaftlern einen neuen Weg eröffnet, Exoplaneten umfassender als je zuvor zu entdecken und zu charakterisieren, sagte Currie und warf ein Licht auf die Vielfalt und Entwicklung von Planetensystemen. Die Verwendung indirekter Methoden zur Lenkung der Bemühungen zur Abbildung von Planeten könnte Wissenschaftler eines Tages auch näher an die ersten Abbildungen anderer Erden heranführen.
„Dies ist die erste von vielen Entdeckungen, die wir erwarten. Wir befinden uns in einer neuen Ära der Erforschung extrasolarer Planeten“, sagte Currie.
Mehr Informationen:
Thayne Currie, Direkte Abbildung und astrometrische Detektion eines Gasriesenplaneten, der einen sich beschleunigenden Stern umkreist, Wissenschaft (2023). DOI: 10.1126/science.abo6192. www.science.org/doi/10.1126/science.abo6192